L'institut RISEGrid, pour l'étude et la modélisation des systèmes électriques
intelligents
O. Devaux, Chargé de Mission à EDF R&D
G. Sandou, Professeur à CentraleSupélec
Journée de rencontres « évolutions vers les réseaux intelligents :
opportunités, synergies et défis »19/11/2015
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CONTEXTE DES SMART GRIDS EN EUROPE ET EN FRANCE� « Envolée » des EnR …
Eolien PhotovoltaïqueDébut 2010 : 4,5 GW 270 MW
T2 2014 : 9,7 GW (x2) 6 GW (x22 !)
� … et des nouveaux usages
� Lampes basse consommation, pompes à chaleur
� Véhicule électrique : 2M en 2020 => 800 000 ?
� Des ambitions affichées
� « 3x20 » en 2020 : EnR, CO2, maîtrise de la consommation
� « Facteur 4 » sur le CO2 en 2050
� « Transition énergétique »
� Le comptage « intelligent »
� Italie (27 M déployés) – nombreux projets en Europe et aux US
� France : expérimentation de 300000 compteurs Linky => déploiement
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DES RÉSEAUX EN ÉVOLUTION
HTA/BT20kV/400V
400kV/63kV400kV/63kV
HTA/BT20kV/400V
Consommation
Production
EnR
MdE
EnR
HTB/HTA63kV/20kV
HTB/HTA63kV/20kV
Comment adapter cette infrastructure à l’arrivée des énergies réparties ?
Comment adapter cette infrastructure à l’arrivée des énergies réparties ?
Réseaux de transport maillés, THT et HT : 100 000 kmRéseaux de transport maillés, THT et HT : 100 000 km
Réseaux de distribution radiaux, HTA et BT : 1,25 106kmRéseaux de distribution radiaux, HTA et BT : 1,25 106km
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SystèmescomplexesSystèmescomplexes
LES COMPÉTENCES ET LES OBJECTIFS DE RISEGRID
AutomatiqueAutomatique
Informatique et réseaux
Informatique et réseaux
Etudes EnR - réseau de distribution
Etudes EnR - réseau de distribution
Etudes Systèmes d’Information
Etudes Systèmes d’Information
Méthodes , Outils innovants
Méthodes , Outils innovants
Simulation des Systèmes Electriques Intelligents
Télécommunications
Télécommunications
Signaux et statistiquesSignaux et statistiques
Electro-techniqueElectro-
technique
CompétencesMétier
CompétencesMétier
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L’INSTITUT RISEGRID
� Inauguré en décembre 2012
� Un institut dédié à l’étude et à la modélisation des réseaux intelligen ts de distribution d’électricité et de leurs interactions avec l’ensemble du système électrique
� Cet institut commun mène des recherches et des étud es intégrant les aspects pluridisciplinaires et multi-échelles du fonctionnement des réseaux :
� Électrotechnique,
� Contrôle-commande,
� Systèmes d’information,
� Réseaux de télécommunications, …
grâce à de nouveaux outils de modélisation et de simulation de ces systèmes complexes
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� 1) L’insertion des EnR dans les réseaux Smart Grids
� Objectif : Augmenter la capacité d’accueil des réseaux, Optimiser le fonctionnement d'un système électrique en présence d'EnR
� 2) L’observabilité des réseaux de distribution
� Objectif : Connaitre précisément l’état des réseaux moyenne tension à tout instant
UN PROGRAMME SCIENTIFIQUE EN 4 AXES
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UN PROGRAMME SCIENTIFIQUE EN 4 AXES
� 3) Les systèmes d’information des Smart Grids
� Objectif : Traiter et gérer de grands flux de donnéespour agir efficacement sur les réseaux
� 4) La modélisation et la simulation avancées
� Objectif : Simuler les systèmes de systèmes
Simulateur 1
Simulateur 2
Simulateur n
0 1 2 3 4 5 6-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
Simulateur 3
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L’INSTITUT RISEGRID
� Chiffres-clés 2015-2016
� 8 thèses
� 10 CEIs (nov. 2015 – mars 2016)
� 6 Stages MASTER 2R / Stages 3A (chiffres 2014-2015)
� Une douzaine de projets en cours
� Une trentaine de chercheurs (académiques / industriels)
� Avec une logique d’ouverture
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Analyse du point de vue automatique de la stabilité d’un systèmecomplexe du réseau de distribution - Thèse de M. Cosson (10/2013)
BTMT
Adapter et/ou Concevoir des lois de régulation afin d’assurer la
stabilité du réseau de distribution.
- Localement / au Poste source- Indépendamment / en
Coordination
EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
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Optimisation technico-économique du fonctionnement d’ un système électrique en présence d’EnR intermittentes - Thèse de C. Cardozo 01/2013
Unit Commitment classique UC avec prise en compte des contraintes dynamiques
EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
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Optimisation du pilotage d’un parc d’énergies renouvelables avec stockage - Thèse de N. Gionfra (02/2015)
� Cas d’étude : parc de 10 MW en départ dédié
� Analyse de la possibilité d’utiliser du stockage au sein d’un parc éolien
� Pilotage d’une éolienne puis du parc en investiguant la participation aux services systèmes
EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
Elaboration d’un modèle de marché intégrant les interactions du réseau de transport - Thèse de N. Marinho (03/2015)
� Développer d’un modèle de prévision de prix intégrant les interactions du réseau de transport et du marché de l’électricité
� Etude des méthodes de sélection de nœuds, de réduction de réseau, modélisation des coûts des centrales
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réseau client
?
EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
Détermination de la contribution harmonique d’une installation raccordée au réseau de distribution d’électricité -Thèse de J. Denoel (11/2013)
� Etude des définitions existantes, étude de lafacilité de mise en œuvre (ajout de capteurs ? Intrusif ? )
� Elaboration de cas d’étude
� Tests en simulation, et mesures sur site
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EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
Simulation des systèmes d’information des smart grids –Thèse de R. Seghiri (04/2013)
� Assurer la cohérence entre 3 vues (métier, fonctionnelle, applicative) et une vue intégration
� Cas d’étude retenu : gestion d’une flotte de VE
Caractérisation du réseau de distribution basse tension français dans la bande de fréquences CPL – Thèse de M. Ait-Ou-Kharraz (04/2014)
� Réseau en aval du transformateur HT/BT
� Caractérisation des câbles (aériens / torsadés)
� A venir : caractérisation des charges clients
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EXEMPLES D'ÉTUDES EN COURS
Plateforme de co-simulation distribuée pour les Sma rt Grids –Thèse de C. Dad (02/2014) (entre autres)
� DACCOSIM 2016 – Première version (2015) publiée sur la forge https://daccosim.foundry.supelec.fr/ sous licence AGPL,
disponible avec son guide utilisateur en anglais, un poster et l’article fondateur SpringSim15– Sera publiée en septembre 2016– Poursuite des benchs et analyses de performances de DACCOSIM sur cluster
Enerbat-3 L5_05
(11 FMU)
Simul. time (s)
Number of nodes1 3 6
Cluster de nœuds 6C/12TSpeedup(3) = 1.5
DACCOSIM
+ déploiement
Journée de rencontres « évolutions vers les réseaux intelligents :
opportunités, synergies et défis »19/11/2015